Kuidas valida tööstuslikus tootmises sobivad metallist 3D -printimisseadmed?

1, tehniline marsruudi sobitamine: jõudmine protsessi esindamise mõttekäikude alla
Praegune standardmetallist 3D -printimineTehnoloogia pakub "kolme jalaga" mustrit:
Laservalik sulamine (LPBF): EOS M 400-4 Neljas lasersüsteem kontrollib kihi paksust vahemikus 20–50 μm, kasutades 200–1000W kiudlaserit. See süsteem sobib hästi keerukate voolukanalite osade valmistamiseks kosmosetööstuses. Parim asi on see, et saate mikrostruktuuri juhtida. Näiteks muudab titaansulami keskäärse ääriku riba, mille plaatinajõud C919 jaoks tegi, tera suurust 50 μm -lt 200 μm -ni, muutes laseri võimsust, mis muudab selle väsimuse suhtes 18% tugevamaks.
Elektronkiire sulamine (EB - PBF): ARCAM EBM Q20Plus masin kasutab 3KW elektronkiire, et ehitada asju tempos 1000mm ³/h vaakumis 650 kraadi juures. See teeb selle suurepäraseks kõrge - temperatuurisulami turbiini ketaste ehitamiseks. Selle tehnoloogia abil on GE Aviation vähendanud aega, mis kulub ühekristallturbiini labade valmistamiseks hüppemootorite jaoks 12 kuust 3 nädalani ja vähendanud terade piiride defektide kiirust 0,03%-ni.
Kiimiprits (BJ): töölaua metallipoesüsteem kasutab tilgapihustustehnoloogiat, et ladestuda 2000 tilka liimi sekundis. Seejärel läbib see 1200 -kraadise paagutamise protsessi, mis näitab, et tööriista terasvormide valmistamine on odavam. Seda tehnoloogiat kasutab teatud autotootja konformaalsete jahutuskanalitega süstevormide tegemiseks. See lõikab süstimistsükli aega 28% ja muudab hallituse kesta 3,2 korda pikemaks kui eelmistest meetoditest.
Olulised asjad, millele enne valimist mõelda:
LPBF -tehnika on parem õõnsuse keerukate struktuuride jaoks.
On soovitatav, et seadme vaakumi juhtimisvõimsust kontrollitakse kõrge - temperatuurisulami materjale (vähem või võrdne 5 × 10⁻³ PA).
Suure - skaala tootmise korral tuleb kontrollida BJ -tehnoloogia kokkutõmbumiskiirust (tavaliselt 1,8–2,2%).
2, materiaalse süsteemi ühilduvus: olulised tegurid protsessi piiride varasemate piiride saamiseks
Seal on rohkem kui 20 materjali, mis moodustavad täissüsteemi metalli 3D-printimiseks, sealhulgas 17 - 4ph roostevabast terasest, Inconel 718 niklipõhist sulamist, TI6AL4V Titanium sulamit jt. Valimisel peaksite pöörama suurt tähelepanu:
Pulbriomaduste kohandamine: EOS M 300-4 on parim pulbrite ühtlaselt hajutamisel, mille sfäärilisus on 90% või kõrgem ja saali voolukiirus on 25s/50g või madalam. Meditsiiniettevõte, kes kasutas koobalti kroomisulamipulbrit, mille sfäärilisus oli 85%, nägi 37% -list tõusu, kui palju kordi pulbri levitamismehhanismi takerdusid.
Võimalus paljusid materjale töödelda: Farsoon FS121M-8 saab tänu modulaarse pulbri söötmissüsteemile kiiresti muuta titaanisulami, alumiiniumsulami ja hallitusratarei vahel. See saab seda teha vähem kui 45 minutiga, mis sobib suurepäraselt erinevat tüüpi väikeste partiide tootmiseks.
Uute materjalide valmistamine: Platinum Lite BLT - S800 seadmel on dünaamiline pulbri levitamise tehnoloogia, mis saab hakkama nanokristalliliste pulbritega, mille osakeste suurused on vahemikus 15 kuni 53 μm. See aitab kõrge - tugevuse alumiiniumisulami A20X printimisel ja annab osadele tõmbetugevuse 620MPa.
Kuidas kontrollida:
Paluge seadme tegijatel anda teile materiaalse sertifitseerimise kontrollnimekiri, näiteks NASA MFS-30301 standard.
Tehke väikesed - skaala testi tootmine pulbri kasutamise kiiruse kontrollimiseks (LPBF -tehnoloogia: 45–65%, EB - PBF -tehnoloogia: 70–85%).
Erinevate materjalide all kontrollige jääkpinge taset (soovitatud 200MPA).
3, tootmise tõhususe hindamine: muutus ühe masina jõudlusest kogu süsteemi efektiivsusele
Tööstusliku - klassi seadmete valimiseks peate seadistama kolm - mõõtmete hindamismudel:
Ühe masina efektiivsuse indeks:
Skaneerimise kiirus: HUASHU 12-lasersüsteem FS811M - 12 on kõrgtehnoloogia skanner, mis suudab skaneerida kiirusega 20000 mm/s, mis on üheksa korda kiirem kui üks laserseade.
Kui kiiresti hoone tõuseb: lisade idee laser M2 seeria võib ulatuda 45cm ³/h, millest piisab automootori silindri plokkide masstootmiseks.
Vormi suurus: Platinum BLT - S1000 vormimisvõime on 1000 1000 800 mm, mis tähendab, et see võib printida lennuki kogu maandumisvarustuse korraga.
Tootmisliin, mis ise töötab: AM -tehase lahendus, mille tegid koos töötavad EOS ja Siemens, automatiseerib täielikult pulbri ringluse ning osade valimist ja positsioneerimist AGV kaudu. See suurendab seadmete kasutamist 82%-ni.
Digitaalne kaksiksüsteem: Renishaw AM400 -l on tarkvara Renam Flex, mis võib näidata, kuidas pinge reaalajas printimisprotsessi ajal levib. See vähendab pragude kiirust alla 0,5%-ni.
Energiakasutuse haldamine:
LPBF -seadmed kasutavad tavaliselt 8–12 kW/h energiat ja maksimaalse võimsuse mõju taime energiajaotussüsteemile tuleb vaadata.
Platinum Technology energia taastamise süsteem võib kasutada seadmest sooja pulbri soojust, mis vähendab kogu energiatarbimist 18%.
Näide hüvitiste arvutamisest: lennufirma vaatab kolme erinevat tehnilist lahendust:
Traditsioonilise viie - telje töötlemise ühe tüki hind on 85 000 ¥ ja tsükli aeg 45 päeva.
LPBF -i printimine: ¥ 32 000 ühiku kohta, 7 päeva lõpuleviimiseks (vajab postitust - töötlemine)
EB - PBF -i printimise ühiku maksumus on 28 000 ¥ ja tsükli kestus on 5 päeva (neto moodustumise lähedal).
Viimane alternatiiv oli EB - PBF -tehnoloogia, mis tõstis iga -aastase tootmisvõimsuse 120 tükilt 1200 -ni ja suurendas varude käivet 400%.
4, süsteem kvaliteedi tagamiseks: usaldusväärsuse inseneri põhja jõudmine
Tööstusliku - klassi seadmete jaoks tuleb seadistada neli kvaliteedikontrolli etappi:
Protsessi jälgimine:
Sulabasseini jälgimine: EOS M 400-4-l on pürogeneesi andur, mis suudab reaalajas silma peal hoida 1000 sula basseini temperatuurigradiendil, mis aitab hoida teravilja kasvu ühtlaselt.
Pulbri leidmine: Huashu kõrgtehnoloogia FS273M kasutab laserprofiili, et reguleerida iga kihi paksust suletud silmuses 0,01 mm juures.
Ühilduvus postituse - töötlemiseks:
Kuum isostaatiline pressimine (puusa): peate kontrollima, kas seadme ja trükitud üksuse kambri suurus on üksteisele võimalikult lähedal (näiteks Quintus QIH-9 seadmed saavad käsitseda osi, mis on läbimõõduga 600 900 mm).
Töötlemine liivapritsimise abil: õhukese - seinaga konstruktsioonide kahjustamise hoidmiseks peab seadmed olema multi - lavarõhukontrolli (0,1–0,6MPa).
Testimine, mis ei kahjusta:
Tööstuslik CT: YXLON FF35 CT -seadmed võivad leida nii väikeste pooride defekte kui 0,05 mm, mida kosmosetööstus nõuab.
Testimine pöörisvooludega: Eddyfi Ecobra tehnoloogia võib titaansulamites leida pragusid nii sügavale kui 0,02 mm.
Viide sertifitseerimisstandarditele:
Kosmose: AC7114/3 NADCAP -ist
ISO 13485 ja ASTM F3184 meditsiiniseadmete jaoks
VDA autotööstuses 6.3 protsessi audit